Sydney Bristow entdeckt, dass ihr Job als Agent für SD-6, eine streng geheime Einheit der CIA, einige tödliche Geheimnisse verbirgt, die die Sicherheit der freien Welt bedrohen. Anstelle davon gewarnt zu sein, enthüllt Sydney ihr Geheimnis Danny, welcher später ermordet wird. Sydney findet heraus, dass ihr Vater Jack auch bei SD-6 ist und diese keine Abteilung der CIA, sondern ein Feind der Vereinigten Staaten, ist. Sydney sucht Hilfe bei der echten CIA und wird als Doppelagent unter dem Kommando von Michael Vaughn aufgenommen. Ihre Mission besteht nun die Aufträge von SD-6 auszuführen und der CIA davon Bericht zu erstatten. Als Sydney herausfindet, dass ihr Vater auch mit der CIA verbündet ist, beginnt sie sich zu fragen wo ihre wahre Verpflichtung liegt.
Sydney kehrt zu SD-6 zurück und ist beauftragt mit Dixon nach Moskau zu reisen um einige gestohlene Akten zu erhalten. Als Sydney entdeckt, dass sie SD-6 versehentlich Zugang zu einer Atomwaffe verschafft hat, ist sie fest entschlossen mit nach Kairo zu reisen um einem Todfeind zu begegnen. Während dessen beginnt sich Will Gedanken über die Umstände von Dannys Tod zu machen und Sidney erfährt von der Verwicklung ihres Vaters in Dannys Tod.
Sydneys Leben ist in tödlicher Gefahr, als sie beauftragt wird nach Madrid zu reisen um eine 500 Jahre alte Skizze zu erhalten, die eine Gruppe von Nummern enthält, und sie auf ihre Erzfeindin vom K-Direktorat, Agentin Anna Espinosa, trifft. Während dessen sich Will intensiver mit den Gründen für Dannys Tod befasst und eine außergewöhnliche Anomalie entdeckt.
Sydney und Dixon begeben sich auf einen gefährlichen Auftrag, der die Sicherheit der Vereinigten Handelsorganisation gefährdet. Francie konfrontiert Charlie mit seinem geheimen Treffen mit einer anderen Frau und Will kommt der Wahrheit über Dannys Tod immer näher.
Sydneys geheimer Doppelagentenstatus ist nach dem Einschmuggeln eines Biowaffentechnikers von ihrer Mission in Berlin in SD-6 gefährdet. Will trifft eine Frau, die gesteht eine Affäre mit Danny kurz vor seinem Tod gehabt zu haben. Vaughn informiert Sydney, dass ihr Vater vielleicht für eine dritte geheim operiende Behörde arbeitet.
Sydney besucht verrdeckt eine psychiatrische Klinik um an Informationen von Shepard, einem Mann, der unbewusst Auftragsmörder ausgebildet wurde. Während dessen findet Sydney heraus, dass ihr Vater für den Tod ihrer Mutter vor 20 Jahren verantwortlich war. Will enthüllt die wahre Identität der Frau, die behauptete eine Affäre mit Danny gehabt zu haben und Francie ist erleichtert, dass Charlie keine Affäre mit einer anderen Frau hat. Marshall entdeckt den Trojaner der CIA im System von SD-6.
Während Sydney Shepard zur Flucht aus der Psychiatrie in Bukarest verhilft, entdeckt sie die schockierende Verbindung zwischen Shepard und ihrer Vergangenheit. Während dessen, nach der Entdeckung des Trojaners der CIA, führt Sloane ein Gespräch mit dem Beauftragten der Allianz, Alain Christophe, der glaubt, dass ein oder mehrere Maulwürfe in SD-6 eingeschleust wurden. Will führt die Nachforschungen zu der Frau, die behauptete eine Affäre mit Danny gehabt zu haben, fort. Sydney findet die Wahrheit über den Tod ihrer Mutter und die Verstrickung ihres Vaters darin heraus.
Sydney muss sich einem ausführlichen Lügendetektortest unterziehen um Sloanes fanatische Suche nach dem Maulwurf zufrieden zu stellen. Obwohl Erzfeindin Anna Espinosa sie auf Schritt und Tritt verfolgt, gelingt es Sydney das Rambaldi Artefakt zu bekommen. Das Mysterium um Kate Jones verdichtet sich als Will fortschreitet Dannys Tod zu erforschen. Und Sydney entdeckt, dass ein Andenken an ihre Mutter Laura noch mehr verwirrende Verbindungen zu Jacks vergangenen Allianzen enthält.
Sydneys Leben wird tödlicher Gefahr ausgesetzt als Sloane von seinem Vorgesetzem erfährt, dass sie der Maulwurf ist. Während dessen hängt Dixons Leben am seidenen Faden nachdem er auf einer Mission angeschossen wurde. Will wird bewusst, dass seine Entdeckung von Kate Jones Pin einige unerwartete Informationen ans Licht bringen könnte.
Sydney berichtet ihrem CIA-Kontaktmann Vaughn über ihre Gefangenschaft im SD-6 Hauptquartier und ist überrascht, als er ihr unerwartet ein Weihnachtsgeschenk gibt. Während dessen muss Jack einen Weg finden um Sydney zu retten, nachdem er erfahren hat, dass Sloane sie foltern und töten lassen will, weil sie als Maulwurf verdächtigt wird. Will begeht vielleicht den Fehler seines Lebens, als er beginnt nach einem Namen zu recherchieren, den er auf einer mysteriösen Kassette gehört hat: SD-6.
Sydney ist dankbar und stolz auf ihren Vater nachdem er ihr Leben auf einem Einsatz in Havanna. Aber ihre Bewunderung ist nur von kurzer Dauer, als Vaughn weitere Beweise findet, dass ihr Vater vielleicht für den Mord an einem Dutzend CIA-Agenten verantwortlich ist.
Als bewaffnete Eindringlinge, angeführt von McKenas Cole, einem Mann, der darauf erpicht ist Rache an seinem Ex-Boss Sloane zu üben, SD-6 übernehmen, müssen Sydney und Jack zusammenarbeiten um das Leben ihrer Kollegen zu retten. Während dessen fürchtet Will um sein eigenes Leben, nachdem er über SD-6 und die Verbindung zu dem Mord an Eloise Kurtz nachgeforscht hat.
Vaughn missachtet Befehle und versucht Sydney und Jack zu helfen die Zerstörung des SD-6 Hauptquartiers und seiner Insassen abzuwenden. Während dessen führt McKenas Cole seine Rache an Sloane fort und sucht nach einem mysteriösem Gerät. Eine verzweifelte, aber trotzdem zielstrebige Frau überzeugt Will seine Nachforschungen an SD-6 und der Gefangennahme von David McNeil fortzuführen.
Sydney und Dixon werden nach Las Vegas geschickt um Informationen von einem Agenten des K-Direktorates zu erhalten, der Kontakte zu der Gruppe hat, die fast SD-6 zerstört hätte. Während dessen erfährt Sydney einige schockierende Nachrichten über Francies Verlobten Charlie. Will beginnt zu erfahren, was SD-6 wirklich ist und Jack bemüht sich ein besserer Vater für Sydney zu sein, als er ihr hilft eine Entscheidung zu treffen, ob sie das Studium fortführen soll.
Vaughn bittet Sydney ihre Freundschaft zu Sloane Frau Emily zu nutzen um Zugriff auf ein mysteriöses Rambaldi Buch, welches er hinter Schloss und Riegel in seinem Haus aufbewahrt. Während dessen wird Will gefangen genommen und dazu gedrängt seine Nachforschungen zu SD-6 zu stoppen. Andernfalls sei das Leben seiner Familie und Freunde, Sydneys eingeschlossen, in Gefahr.
Sydney wird auf ihre Verbindung zu der mysteriösen Zeichnung Rambaldis hin vom DSR überprüft. Während dessen, nach Bekanntwerden der Identität des Anführers "The Man", erfährt Sloane durch seinen Freund und Allianz der Zwölf-Mitglied Edward Poole, dass ein enger Freund vielleicht mit dem Feind unter einer Decke steckt.
Während das FBI Sydney festhält und über ihre Vergangenheit und mögliche Verbindungen zu einer mysteriösen Rambaldi Endzeitprophezeiung befragt, müssen Vaughn und Jack sich beeilen um sie zu befreien und einen Weg finden ihren Namen zu entfernen, bevor ihre Deckung auffliegt und SD-6 auf ihre Situation aufmerksam wird. Als die Befreiungsaktion, im Auftrag ihre Unschuld zu beweisen, gestartet wurde, Sydney schockiert ihren sonst so unerschütterlichen Vater, als sie eine gruselige Entdeckung, die vielleicht das 500 Jahre alte Mysterium der Prophezeiung enträtselt. Sie findet weitere Beweise dafür, dass Rambaldis Schriften vielleicht weitere Hinweise auf eine Massenvernichtungswaffe und über das Schicksal ihrer Familie beinhalten.
Während eines Auftrags bei dem Khasinaus, auch bekannt als"The Man", beschattet wird, läuft Sydney in ihren Ex-Freund Noah Hicks, der vor fünf Jahren ihr Herz gebrochen hat und ohne ein "Lebe wohl" gegangen ist. Während dessen erzählt Sydney Sloane, dass sie ihre Mutter finden will. Jack wird befohlen die CIA Psychologin Dr. Barnett aufzusuchen, die ihm helfen soll mit seinen aufgewühlten Emotionen klar zu kommen, die er empfand als er erfuhr, dass seine Frau vielleicht noch lebt. Will und Francie werden misstrauisch, was Sydneys Job betrifft, als sie einen Flugzeugticketabriss von Sydney entdecken.
Sloane fängt an sich zu fragen, wer Noahs wahre Verbündete sind, als sich Leidenschaft zwischen Sydney und Noah zeigt. Während dessen fährt Sydney gegen den Willen ihres Vater fort weitere Informationen über ihre Mutter zu beschaffen. Ein Auftragsmörder bekannt als der "Sneemann" wurde vom K-Direktorat entsandt um Khasinau, auch bekannt als "The Man" zu töten. Will und Francie konfrontieren Sydney mit dem mysteriösen Flugzeugticketabriss in ihrer Jacke.
Um Khasinauzu fangen und dem Ziel ihre Mutter zu finden näher zu kommen, richten Sydney und Vaughn eine verdeckte Transaktion für ein Rambaldi Artefakt mit Khasinaus Beauftragten, Mr. Sark. Aber Sydneys Tarnung könnte durch einen SD-6-Agenten kompromittiert werden, der den Verkauf verhindern soll. Während dessen ist Will verlockt seine Nachforschungen über SD-6 fortzuführen, als er über die Identität eines seiner Entführer erfährt. Emily sagt Sydney, dass sie über SD-6 bescheid weiß, was Sloane dazu zwingt die schwierigste Entscheidung in seinem Leben zu treffen.
Wills Leben ist dabei sich zu verändern, als er die Person finden soll, die die Information über SD-6 durchsickern ließ. Während dessen ist Sloane dabei Khasinaus endgültig aufzuspüren, als SD-6 "The Mans" rechte Hand Mr. Sark fängt. Dixon wird misstrauisch gegenüber Sydneys Aktivitäten.
Um Wills Leben zu retten müssen Sydney und Vaughn ein vertraut aussehendes Rambaldi-Gerät, während Jack ein risikoreiches Geschäft mit Khasinaus Beauftragten Mr. Sark. Während dessen die CIA glaubt, dass einer ihrer eigenen Leute ein Maulwurf für "The Man" ist; die Allianz entscheidet über das Schicksal von Emily Sloane; Dixon's Verdächtigungen Sydney gegenüber verhärten sich und Sydney steht "The Man" von Angesicht zu Angesicht gegenüber.